 |
產品中心 |
 |
|
聯系我們 |
|
鄭州晶品超硬工具有限公司
工廠：鄭州市中原西路竹川工業區
運營：鄭州市明理路266號木華廣場
電話：0371-5600 9088
官微：晶品工具
郵箱：zjp@zzjpgj.com
聯系人：鄭先生 朱女士
|
|
|
|
|
當前位置：首頁 → 新聞中心 |
|
| 鄭州晶品轉載：固體潤滑劑在樹脂超硬材料砂輪中的應用 |
樹脂結合劑超硬材料砂輪的使用要求
樹脂結合劑超硬材料砂輪（以下簡稱樹脂超硬砂輪），是以入造金剛石或立方氮化硼為磨料，以優質合成樹脂為結合劑制成的高檔磨削工具，分別用于磨削高硬度的脆性難磨材料與硬韌難磨材料。根據樹脂超硬砂輪的使用特點，入們在其配方中又加入了多種其他成分，用于改善砂輪的技術和使用性能，如加入一種或多種金屬或金屬氧化物細粉、或其他物質的細粉等。這些材料的合理加入，提高了砂輪的強度、硬度、耐熱性和使用壽命，在許多使用場合，這些措施都是有利的．取得了良好的使用效果。但在有些使用場合，還需要調節砂輪的其他性能指標，如調節砂輪自銳性以延長它的耐用度，這也是砂輪的重要使用指標，砂輪的耐用度越長越好，這一方面減少了對砂輪的修整時間，也就提高了班內的工作效率，另一方面還減少了砂輪的修整損耗，客觀上又延長了砂輪的使用壽命。由于砂輪耐用度在使用中的重要性，所以行業技術入員為此而進行了許多研究工作，采取了許多有效的措施，也取得了良好的結果。在提高樹脂超硬砂輪的自銳性方面，可以采取許多措施，如調節氣孔率、調節填充劑的用量、加入固體潤滑劑等；在材料方面可以選擇其他樹脂。單靠一種方法往往不能使砂輪的使用效果達到最佳狀態，幾種方法合用時，往往能夠取得良好的效果。
在改善該砂輪自銳性的研究方面，我們試驗采用配方中添加固體潤滑劑的方法，取得了良好的效果。加入固體潤滑劑后，自銳性增加，堵塞情況減少，磨削工作中，工件的燒傷情況得以減少與避免。
2
固體潤滑劑在樹脂超硬砂輪中的作用
有關磨削理論分析認為，磨削作業時砂輪上的磨粒和包裹磨粒的結合劑橋都構成了對工件的機械摩擦作用，磨削所耗費的機械能量，僅有一部分用于工件新生面的形成和把磨屑除掉，其余絕大部分的機械能都轉化成了熱量，熱量很快傳遞給了工件和砂輪，使工件和砂輪發熱，隨后，熱量隨工作系統的冷卻介質而散失。磨削時生成的熱量可在磨削區域形成1偵即℃以上的瞬時高溫，這會對砂輪中的樹脂結合劑造成破壞和引起被磨工件的燒傷與變形。摩擦熱的大小，與摩擦時的正壓力和摩擦面的摩擦系數成正比關系，為了減少磨削熱的生成，在制造砂輪時有些廠采取了一些措施，如原材料的選擇和砂輪的組織號控制等。如果有效地降低摩擦系數，就可以降低摩擦熱，加入固體潤滑劑的意圖就在于降低摩擦系數，以利于降低摩擦熱。
從理論研究可知，潤滑劑在受到摩擦時具有潤滑性能，是由其本身的分子結構所形成的，它們的分子層間在受到外力時很容易發生位移而產生潤滑作用。但是加入固體潤滑劑會對結合劑的結合性能造成一定的破壞作用，會引起砂輪強度和硬度的降低，從而降低了砂輪的使用壽命，這對于砂輪制造是不利的；另一方面，在一些砂輪配方中，如果有固體潤滑劑的適當加入，則可以改善砂輪的技術性能，對于樹脂超硬砂輪的使用起到有利作用。這主要表現在兩個方面：
(1)避免工件的燒傷與變形。磨削時通過潤滑劑的潤滑作用，減小砂輪在工作時的磨削阻力，從而降低磨削熱，可避免對工件的燒傷，也減少了工件的熱脹冷縮應力變形，便于控制磨削工藝，以達到良好的磨削質量。
(2）增加砂輪的自銳性，提高砂輪的耐用度。由于砂輪中潤滑劑的滑動作用，使砂輪中的樹脂結合劑的強度適當減弱，結合劑易于被磨損而露出新的磨粒刃口，這就增加了砂輪自銳性，增加了砂輪的耐用度。
3
固體潤滑劑的選擇
固體潤滑劑一般應具有以下的基本性質：
1）具有良好的自潤滑性能，不能明顯破壞結合劑的粘結強度。
2）有較寬的溫度范圍，適用于砂輪磨削區包括砂輪制造過程中的熱區溫度。
3）較好的熱穩定性和化學穩定性，長期不變質，不與結合劑中的樹脂與輔料發生有害的化學反應。
4）較高的承壓能力，適應砂輪的壓制工藝。
5）其他的一般性技術經濟要求。
固體潤滑劑的種類很多，有金屬如：Pb、Sn、Zn等；有金屬氧化物如：PbO、Pb3O4、Fe3O4、以及BN、CaF2、MoS2、石墨、滑石、云母等；有機物如石蠟、固體脂肪酸、硬脂酸胺、聚乙烯蠟等。我們根據上述的選擇原則，選擇了潤滑性能好、熱穩定性和化學穩定性好的石墨、氮化硼(BN)、MoS2等三種材料進行了試驗。潤滑劑的性能介紹如下：
(1)石墨石墨是晶態單質碳的一種變體，為六方晶系層狀晶體，黑色不透明，質軟，有金屬光澤，密度為2．25（20℃），莫氏硬度1.5，能導電，熔點高，石墨的粘著性好，是熱和電的良導體，有優良的化學穩定性。石墨高淵穩定性好，溫度越高強度越大，如抗拉、抗壓、抗彎強度。在石墨的層狀結構內部，每個碳原子與相鄰的三個碳原子以共價鍵牢固結合，不易破壞，而層與層之間距離較遠，靠結合力較弱的范德華力結合，因此剪應力非常小，在受剪切力作用時，層與層之間容易滑動而起潤滑作用，同時由于層內結合力很大能夠支持垂直于基礎面的負荷而具有承載力強的特點。
石墨在有氧氣氛中，在540℃以下，具有良好的潤滑性，540℃以上石墨會氧化成CO2、CO，摩擦系數增加，溫度繼續升高，石墨晶體間鍵能減弱，摩擦系數又逐漸降低。摩擦系數在潤滑介質中只有0.04~0.05，與水共存時，潤滑性不減，摩擦系數在干燥時較大，吸水7.13％后，顯著降低。
（2) 二硫化鉬(MoS2) MoS2是從黑色有寶石光澤的細粉末狀，有二種晶型，其一為六方晶系，另一種為斜方晶系，密度4.80（14℃)，莫氏硬度1~1.5，熔點1185℃以上。大于1300℃分解。在潮濕空氣中，MoS2加熱至370℃會分解而失去潤滑性，氧化成MoS3。不溶于有機溶劑、水、稀酸。毒性小。MOS2與石墨相似，為六方晶系片狀結晶疊合在一起。摩擦系數小，易沿水平方向滑動，易分層。在一般情況下，MoS2的摩擦系數為0.03~0.09，壓力升高時摩擦系數下降。因此可用作固體潤滑劑，遇水潤滑性下降。
作為潤滑劑使用的二硫化鉬，要求純度95％以上。
(3）其他固體潤滑劑材料（略）。
4
固體潤滑劑用量試驗
樹脂超硬砂輪中加入固體潤滑劑，會對砂輪的硬度、強度、使用壽命等帶來不利的影響。為試驗其影響情況，我們選用了石墨、二硫化鉬和另外一種材料，按不同的比例加入到常規的樹脂超硬砂輪配方中做成試塊，對試塊進行性能測試。測試的項目，選擇了洛氏硬度、噴砂硬度和沖擊強度。結果如下：
(1) 試樣有關參數
試樣規格（長x寬x厚，mm）；
用于測試抗折強度與洛氏硬度：40x5x4；
用于測試噴砂硬度與洛氏硬度：100x30x4。
配方：常規的樹脂超硬砂輪配方，磨料體積占25%，氣孔率一致。
磨料：GC220#
粘接劑：2123酚醛樹脂
成型工藝參數：180℃x40min
潤滑劑加入比例：分別為A.B.C三級，成等差系列
試樣成品尺寸誤差：關鍵可比部位2%
（2）試樣測試結果如下表
從測試結果可以看出，固體潤滑劑的種類不同和加入量的多少，都會對試樣的強度和硬度造成影響，也就會影響到樹脂超硬磨具的使用性能。
5
砂輪磨削試驗
試驗1
（1）砂輪參數：
砂輪規格：6A2 150X40X32X15X6M-SD28-40B100
砂輪配方：（1#）未加入潤滑劑；
（2#）加入大量混合潤滑劑。
（2）磨削參數：
磨削對象：刃磨PDC刀具。
磨削部位：
①PcBN刀兩刃，刃寬6.5mm，cBN復合層0.8mm，YG16A層厚2.2mm，磨削余量0.2mm；
②PDC刀兩刃，刃寬4.5mm，金剛石復合層0.6mm，YG16A層厚1.4mm，磨削余量0.15mm；
使用磨床：2Ｍ９１２０Ａ多用磨床
冷卻液：乳化液
砂輪轉速：２８００ｒｐｍ／ｍｉｎ
橫向往復：３０次／ｍｉｎ
縱向進刀：０。１ｍｍ／ｍｉｎ（ＰｃＢＮ）
縱向進刀：０。０５ｍｍ／ｍｉｎ（ＰＣＤ）
（３）磨削結果：
(1#）磨削PcBN刀：101把，PDC刀：101把，總計202把。
(2#）磨削PcBN刀：40把，PDC刀：74把，總計114把。
（4）試驗結論：
未加潤滑劑的（1#）砂輪，磨削時振動較大，但壽命較長。
加入潤滑劑的（2#）砂輪，磨削鋒利，但消耗快，壽命不高。
試驗2
(1)砂輪參數；
砂輪規格：12A2 150×32×32x3×5 RVD 140/170 B 100。
砂輪配方：(1#）未加入潤滑劑，
（2#）加入適量C潤滑劑。
（2）磨削參數：
磨削工件；YG材料的機械零件。
磨床條件：萬能工具磨床。
冷卻液：乳化液。
（3）磨削效果：
未加入潤滑劑的（1#）砂輪，磨削時容易堵寒，修整次數多，工件有燒傷。
加入潤滑劑的（2#）砂輪，磨削鋒利，無燒傷，能正常工作。
試驗3
(1)砂輪參數
砂輪規格：1A1 150×10×32x5 RVD 170/200 B 100。
砂輪配方：（1#）未加入潤滑劑。
（2#）加入潤拊劑。
（2）磨削參數
磨削工件：YG材料的機械零件。
磨床條件；萬能工具磨床。
冷卻液：干磨。
（3）磨削效果：
未加入潤滑劑的（1#）砂輪，磨削時容易堵塞，發熱大，工件變形。
加入潤滑劑的（2#）砂輪，磨削時，發熱小，工件很少變形。
6
結論
（1）樹脂超硬砂輪配方中加入固體潤滑劑，可以減少砂輪堵塞現象，提高自銳性，改善砂輪的使用性能。
（2）固體潤滑劑的種類不同和加入量的多少，都影響到樹脂超硬砂輪的強度和硬度，也就影響砂輪的使用性能，配方時應酌情選擇。
|
|
|
